機械設備維修中熱噴涂技術的應用

潘梅

摘要：機械設備在工作的過程中，由于工作環(huán)境的惡劣，長時間的使用會產生一定的磨損和腐蝕問題，縮短其使用壽命，造成資源的不必要浪費，本文正是基于這一背景，對機械設備維修中最常見的技術——熱噴涂技術進行了分析，從其基本原理、分類、特點和作用過程入手，確定熱噴涂技術的可行性，然后具體闡述了熱噴涂技術在機械設備維修中的應用，熱噴涂技術在機械設備維修中應用前景廣闊，希望對相關工作提高幫助。

關鍵詞：機械設備維修；熱噴涂技術；應用

前言：

隨著機械設備的利用率增加，資源利用的不斷深入，社會的負擔越來越大，在機械設備應用的過程中，大都是高溫、高壓、高腐蝕的環(huán)境，對機械設備的磨損和腐蝕十分嚴重，已經造成了大量的資源浪費，而對機械設備的維修工作勢在必行，同時提高維修的成效也迫在眉睫，熱噴涂技術在機械設備維修上能有效的解決這一問題，取得了較好的效果。

一、熱噴涂技術簡介

（一）熱噴涂技術的原理

熱噴涂技術是機械設備維修中常用的技術，其基本原理為：利用高溫將噴涂材料加熱到熔融狀態(tài)，然后借助外力推動將熔融狀噴涂材料噴射到機械設備的表面，通過機械咬合作用形成一層致密的保護層，完成對損壞的機械設備的維修工作。

（二）熱噴涂技術的分類

1.火焰噴涂

火焰噴涂是利用氣體燃燒產生的高溫融化噴涂材料，從噴槍中噴出至機械設備上，形成保護層。火焰噴涂在操作中工藝簡單，不需要復雜的儀器，而且對環(huán)境的要求不高，不過在噴涂效果上沒有其他熱噴涂技術有效，例如塑料類涂層。

2.電弧噴涂

電弧噴涂是將金屬材料作為兩個電極，然后通電高溫在點擊兩端產生電弧，能融化噴涂材料，將噴涂材料噴涂到機械設備表面。電弧噴涂技術在應用時工藝簡單，對設備的要求低，成本較小，而且噴涂效果較好，不過在噴涂材料的選擇上有一定的局限性，需要采用絲狀材料。

3.等離子噴涂

等離子噴涂通過噴嘴和電極之間的電弧將噴涂材料變成等離子狀態(tài)，然后噴出離子焰，噴涂到機械設備表面，如圖1所示。等離子噴涂對噴涂材料的要求不高，而且噴涂效果較好，不過操作設備的造價較高，一般用于較為貴重的機械設備維修，例如陶瓷類涂層。

圖1 等離子噴涂技術示意圖

4.爆炸噴涂

爆炸噴涂是利用氧氣和乙炔在電火花條件下的燃燒和高溫爆炸過程來將噴涂材料融化并噴涂到機械設備上。爆炸噴涂在噴涂效果上解決與完美，而且硬度很高，常用于對耐磨損和耐腐蝕性能要求較高的機械設備中。

5.超音速火焰噴涂

超音速火焰噴涂是熱噴涂技術發(fā)展的又一重點噴涂技術，利用氧氣和其他可燃物燃燒產生的能量將噴涂材料融化并且噴射到機械設備表面。超音速火焰噴涂技術在操作中噴涂效果好，而且形成的防腐蝕效果好。

6.激光噴涂

激光噴涂是利用一束高密度能量的激光直射機械設備待維修處的表面，噴涂材料成粉末狀被吹到激光束中，熔化粘結形成涂層。在激光噴涂進行的時候一般選擇的都是真空環(huán)境或者是惰性氣體環(huán)境。

（三）熱噴涂技術的特點

1.應用范圍廣泛

熱噴涂技術的應用范圍包括塑料、陶瓷、金屬等各種材料的機械設備，應用范圍廣泛，而且能保證與機械設備材料表面的適應性。

2.操作簡單

熱噴涂技術在對機械設備維修的時候操作較為簡單，不需要復雜的場地和儀器，一般可以在機械設備應用的場地，或者是在室外進行大面積的噴涂工作。

3.對機械設備影響小

熱噴涂技術在應用的過程中，只需要在其表面形成涂層，不需要更改機械設備原本的性能產生影響，也不會造成機械設備的嚴重變形。

（四）熱噴涂技術應用過程

1.機械設備待維修處處理

對機械設備待維修處進行簡要的處理，其目的是為了噴退材料能更好的與其結合，提高維修之后的結合強度。同時在之前進行粗化處理，讓其表面活性更高，一般常用的處理方法為噴砂。

2.預熱

對機械設備待處理部位進行預熱，去除機械設備表面的水分，升高其表面溫度，在噴涂的過程中能更好的將噴涂材料與機械設備結合，一般的預熱溫度為60～120℃。

3.噴涂

根據(jù)機械設備種類的不同選擇不同的噴涂材料，需要注意的是在機械設備待維修部分處理好之后盡快噴涂，以免由于時間長而產生再一次的水分附著。

4.噴涂之后的處理

在完成對機械設備待處理之處的噴涂之后，需要再對其進行處理，以免腐蝕物質通過涂層再次進入到機械設備表面，形成二次傷害。

二、熱噴涂技術在機械設備維修中的應用

（一）主軸和傳動軸的維修

在大型的機械設備中，主軸和傳動軸是必不可少的組成部分，例如在機床、發(fā)電機、泵等機械設備中，主軸和傳動軸經常會由于長時間的使用而出現(xiàn)磨損，而主軸和傳動軸又是機械設備中主要的機動部分，所以采用熱噴涂技術是有效的維修手段，采用火焰噴涂技術、電弧噴涂技術能有效的修復機械設備的損壞，同時在現(xiàn)場維修的時候也能減少對其他設備的影響，在操作上簡單方便，更為便捷。機械設備表面采用熱噴涂技術之后能形成致密的耐磨粒磨損涂層，有效的阻止機械設備在應用時候的磨粒磨損。為了達到這一效果，可以將耐磨粒磨損涂層的硬度提升，使其超過磨粒的硬度，能保證在高溫下也不會出現(xiàn)變形。

（二）曲軸的維修

在機械設備中，內燃機的曲軸是最容易損壞、也是最重要的零部件，經過長時間的摩擦會發(fā)生磨損，在摩擦的過程中不斷變化摩擦形式，采用熱噴涂技術能有效的改善摩擦狀態(tài)，減少曲軸的磨損。一般曲軸的作用是在內燃機中起到交變荷載的作用，在對其維修的時候需要保證其長期承受荷載的能力，一般對曲軸的維修，常用的熱噴涂技術為電弧噴涂技術、火焰噴涂技術和等離子噴涂技術，尤其是等離子噴涂技術，能有效的改善曲軸的狀況，同時花費的維修成本較少，操作簡單。

（三）機械設備大面積維修

對于一些帶型機械設備，在使用的過程中，工作環(huán)境暴露在室外，很容易受到外界環(huán)境因素的腐蝕而損壞，對于這類機械設備的維修和防腐采用的方法一般為熱噴涂技術，能有效的對機械設備進行全面的噴涂，噴涂面積較大，而且效果較好。

（四）機床導軌的維修

機床導軌是由床身和鑄鐵組成，在制作的時候一般都經過加工和淬火，硬度較高，而在應用的過程中，往往隨著機床的運轉而不斷滑動，一直處于摩擦的狀態(tài)，經過長時間的磨損會使其表面產生劃痕或者是粘性物質附著。原本對于機床導軌的維修一般都是采用磨削加工，不過這種方式會對機床導軌本身產生影響，剪短其使用壽命，而且也影響機床的整體運轉。熱噴涂技術能有效的解決這一問題，將機床導軌的厚度恢復至出廠的厚度，而且也不會對機床的整體運轉產生影響，一般是采用火焰噴涂，能大大提高機床導軌的使用壽命。

（五）活塞桿的維修

活塞桿一般應用在石化類機械設備中，能起到承受磨粒磨損的作用，采用熱熱噴涂技術產生陶瓷或金屬涂層，在維修完成之后的活塞桿應用的時候耐磨性能較之前有大幅度的上升，而且硬度也不會降低，鍍層與熱噴涂層的硬度對比如圖2。火焰噴涂技術能有效的處理活塞桿的磨損部位，一般采用的為氧—乙炔火焰噴焊二步法工藝，噴焊鎳基粉+35%碳化鎢能有效的提高活塞桿的使用壽命。

圖2 鍍層與熱噴涂層的硬度對比圖

（六）石化類機械設備的維修

在對原油加工類機械設備中，由于原油的特點已經工作環(huán)境的影響，機械設備易發(fā)生腐蝕，會造成機械設備的損傷，影響其正常運作。油罐是運送是由的組要設備，在經過長時間的使用，尤其是在油罐的底部會產生腐蝕，極易發(fā)生原油泄漏的事故，對于這種情況一般采取的方法就是更換新的油罐，可是這樣又會提高原油開采的成本，而且也會造成大量的資源浪費，所以最佳的方式就是采用有效的維修手段，熱噴涂技術就能有效的對油罐的外壁進行噴涂，保證油罐的厚度恢復到原有的厚度，而且在外部也可以添加防腐類的噴涂材料，更能增加油罐的使用壽命，油罐的厚度和耐腐蝕性能都有明顯的提高。在應用熱噴涂技術的時候需要注意的是保證噴涂的均勻，嚴禁雜質和氣泡，一般電弧噴涂技術、超音速火焰噴涂技術、火焰噴涂技術、等離子噴涂技術在不同類型的油罐中可以有多種選擇，有針對性的解決石化類機械設備的維修問題。

結語：

綜上所述，在機械設備使用的過程中，由于工作環(huán)境、工作時間、操作方法等多種因素的影響會出現(xiàn)磨損、腐蝕等問題。機械設備出現(xiàn)問題不及時維修會造成更為嚴重的損失，熱噴涂技術經過長時間的驗證是行之有效的維修手段，能有效的在機械設備損壞的表現(xiàn)形成致密的涂層，有效的保護機械設備不受二次損壞。熱噴涂技術在機械設備維修中的應用可以包括多個方面，也能適用于多種材料，所以在應用上更加普遍。

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